基于矿物学特征的磁铁矿石破碎解离预测研究

为研究矿石矿物学特征对破碎后矿物解离程度的预测机制,以水厂铁矿沉积变质型磁铁矿石为研究对象,采用偏光显微镜观测矿石结构、构造与粒级组成,对比冲击破碎与二段磨矿产品的品位特征,分析磁铁矿石的破碎性质,预测矿石破碎后不同粒度范围下矿物颗粒的解离程度。结果表明,水厂铁矿磁铁矿石的结构构造简单,破碎过程中易产生沿晶断裂,冲击破碎至嵌布粒度的磁铁矿颗粒解离程度高于二段磨矿后磁铁矿颗粒的解离程度。矿石结构与构造特征可以反映矿石破碎与矿物解离的难易程度,通过分析磁铁矿石原矿矿物的粒级组成,可以有效预测矿石破碎后不同粒度范围内的矿物解离程度。研究结果丰富了矿石碎磨特性的分析方法,为矿山改进矿石加工工艺、实现节能增效提供了理论依据。     

基于SHPB试验的磁铁矿石破碎特性与能量耗散研究

为掌握磁铁矿石在冲击载荷作用下的破碎特性,基于霍普金斯(SHPB)压杆装置,开展不同气压对磁铁矿石冲击压缩试验,探究磁铁矿石动态应变率和动态抗压强度与冲击气压的变化规律,解析磁铁矿石在高应变率下的破碎形态和能量规律。研究表明:随着冲击气压的增加,磁铁矿石动态抗压强度先增加后减小,冲击气压为0.6 Mpa时,动态抗压强度最大,其对应平均应变率为102.71s^-1;磁铁矿石平均应变率和峰值应变率均随着冲击气压均呈幂指数形式增加(εe=230.57p^1.46,εm=311.33p^1.81);进入入射杆的能量中,反射能所占比例为29.93%~57.95%,透射能所占比例为3.66%~25.11%,吸收能的能量利用率为36.09%~44.96%。冲击气压为0.5MPa时,磁铁矿石试样破碎效率最佳,能量利用率最高为44.96%。     

基于分形理论建立低频振动挤压破碎能耗预测模型

矿石低频振动挤压破碎过程中,针对破碎能耗模型描述的复杂性,提出利用分形理论建立破碎能耗预测模型。以板辊式低频振动破碎实验机为研究对象,结合分形理论,分析单颗粒碎后质量分布与破碎能耗的关系,综合考虑振幅、主轴转速、板辊间隙及入料大小,设计四因素五水平正交试验,分析试验数据,在能量平衡的基础下借助最小二乘法建立了破碎能耗分形预测模型。通过试验对比实测值和预测值,验证了所建立的板辊式低频振动破碎实验机振动挤压破碎能耗的分形预测模型的有效性。     

薄基岩煤层覆岩裂隙演化的分形特征研究

为研究特厚松散层薄基岩煤层上覆岩层在采动影响下裂隙的发育演化规律,结合赵固一矿11011工作面地质条件和开采技术条件,采用相似材料模拟试验模拟了覆岩裂隙演化的全过程,并利用分形几何理论研究了裂隙网络分形维数与工作面推进度、矿山压力、覆岩下沉、上三带之间的关系。研究结果表明:采动所形成的裂隙网络可以较好的表征岩体的结构特征;裂隙的形成、发育、扩展、分布具有较好的自相似性和分形特征,可以用分形维数描述裂隙网络的二维空间特征;裂隙网络分形维数随着开采宽度的增加而增加,但增加趋势逐渐减缓;分形维数与矿山压力、覆岩下沉之间呈非线性关系;分形维数可以较好的表征上三带裂隙发育特征.     

煤的破碎特征研究

根据分形理论建立了煤的冲击破碎块度分布分形表达式,并利用冲击式破碎装置进行了正交试验。结果表明:在双对数坐标下的回归曲线均为直线,并且线性回归良好,说明使用分形方法可以描述煤的冲击破碎块度的分布特征。分析煤的冲击破碎块度分形维数的影响因素,冲击速度的影响最为显著,物料硬度的影响次之,冲击次数的影响很小;分形维数随着煤硬度的增加而减小,随着冲击速度的增大而增大。     

落锤冲击破碎下矿石碎屑分布特征实验研究

为了研究矿石冲击破碎后的块度分布情况,利用落锤冲击实验装置,对磁铁矿石试件进行不同冲击高度的破碎实验。通过定义碎屑形态特征、引入分形理论,系统地研究了碎屑的尺寸特征、分形维数等变化规律。研究表明,随着输入能的提高,相同宽厚比的碎屑累积数量与累积质量减少,长宽比则反之;相同长厚比的碎屑数量逐渐降低;长板状碎屑逐渐减少,片状碎屑逐渐增加,碎屑以长板状、柱状与板状居多;由"质量-频率法"与"特征尺度法"所求得的分形维数均逐渐增大。经比较得出,在"特征尺度法"中以碎屑的最大宽度作为特征尺度计算分维值最准确。     

尖端形态对磁铁矿石破碎特性的影响研究

如何降低磁铁矿石碎磨能耗是业界的重大课题。针对磁铁矿石生产过程中外观形状的高度不规则性,明确尖端形态对破碎特性的影响,为降低破碎能耗提供理论支撑。利用HOG特征提取法提取了磁铁矿石的尖端形态,运用导杆式落锤冲击试验系统,对不同尖端形态的磁铁矿石进行了冲击破碎试验。研究表明,HOG图像特征提取法提取尖端形状为单棱端、三棱端和平端;尖端突起促进了冲击破碎,且尖端部位和尖端对应的底部先破坏,以此为初始点,破坏逐渐向其他部位扩散;尖端磁铁矿石的冲击力时程曲线主要分为冲击力高幅快速震荡阶段和冲击力震荡平稳阶段,低尖端突起量冲击力高幅快速震荡阶段最显著,尖端突起量增大促使冲击力震荡平稳阶段逐渐显著,且具有良好的冲击稳定性;随着单棱磁铁矿石斜面幅度的增加,冲击力震荡平稳阶段逐渐显著。     

矿石颗粒破碎特征的影响因素研究

矿石破碎所消耗的能量是矿山企业能源消耗的主要方向,为了寻求有效的节能方法,探讨了颗粒破碎特征的主要影响因素,系统阐述了粒度、孔隙度和矿物组成对矿石颗粒力学性质的影响。结果表明,粒度较大的矿石颗粒内部的孔隙密度大,强度相对较低;预弱化能使矿石内部出现微裂缝,增加矿石的破碎程度;石英和斜长石是硬度较高的矿物,但它们含量在临界值以下时,对矿石破碎的影响不明显。     

破碎矸石干湿循环长期承载变形及分形特征

为研究采空区矸石充填体干湿循环长期承载特性,运用自主研制的大尺寸破碎岩石变形-渗流试验系统,进行了破碎矸石干湿循环蠕变试验,分析了矸石岩性、轴向应力及粒径级配对破碎矸石干湿循环长期承载变形特性及分形特征的影响。结果表明:在相同轴向应力和粒径级配条件下,随岩石单轴抗压强度的增大,破碎岩石试样的碎胀系数增大,而应变、蠕变阶段的应变和碎胀系数及分形维数减小;在相同粒径级配条件下,随轴向应力的增大,破碎矸石相邻两级荷载的应变差和碎胀系数差逐渐减小,而分形维数逐渐增大;当n(Talbol幂指数)为0.5时,破碎矸石蠕变变形、压实特征值最小,n为0.3次之,而当n为0.7时最大;同时随n的逐渐增大,破碎矸石压缩后分形维数增量增大,更多的矸石颗粒被压碎。     

基于分形理论的采动裂隙时空演化规律研究

为掌握采动影响区覆岩裂隙时空演化规律,进行采动条件下裂隙场演化实验室相似模拟实验,采用数理统计方法对裂隙场分布进行定性分析,利用分形理论定量描述裂隙时空演化规律。研究结果表明:采动影响覆岩裂隙场划分为4个区域,即离层低角度裂隙区,采空区中部垮落及断裂带中角度区,裂隙扩展高角度区,中、高角度过渡区;引入分形理论,对采动影响覆岩裂隙演化的几个重要阶段的变化趋势和程度进行定量描述;通过分析裂隙张开的程度得出中、高角度过渡区是瓦斯抽采工程措施实施的主要区域。     

MMD型轮齿式破碎机--矿石破碎理论的突破

MMD型破碎机采用先进的“剪切原理”破碎物料,而传统的破碎机是靠撞击挤压原理破碎物料。矿石本身固有的特性是抗压强度比抗剪强度高6～10倍,传统破碎机需要对物料施加巨大的挤压力才能将物料破碎,而MMD轮齿式筛分破碎机破碎物料只需要使用传统破碎机1/6～1/10的作用力。这样就决定了MMD轮齿式筛分破碎机在综合性能的各方面都优于传统破碎机,如:能耗低,可控制产品粒度,设备体积小,重量轻,工作效率高,可靠性高,设备结构简单,维修方便,工作时低粉尘,低噪音,低污染。MMD轮齿式筛分破碎机以其优异的功能,可以高效地破碎各种湿、干、粘、软…     

双层多级盘式辊压破碎机的破碎模型

针对双层多级盘式辊压破碎机的双层多级串联破碎的特点,通过对多级串联破碎方式的分析,建立了双层多级盘式辊压破碎机的数学模型,为双层多级盘式辊压破碎机的设计提供理论指导。     

不同环境湿度下承压破碎煤岩蠕变分形特征研究

承压破碎煤岩在不同环境湿度下的变形及破碎量不同,为探究不同环境湿度下承压破碎煤岩变形与破坏过程中的分形特征,利用自制破碎岩石压实装置,结合DDL600电子万能试验机和计算机采集系统,对不同环境湿度下的破碎煤岩进行侧限压实试验,分析不同环境湿度下承压破碎煤岩蠕变分形特征。结果表明:1)随着轴向应力的增大,破碎煤岩的分形维数从2.38增加到2.64,逐渐接近分形破碎极限,其变化过程可分为6 MPa以前的迅速增加阶段和6 MPa以后的缓慢增加阶段;2)分形维数随环境湿度的增加而增大,且在高应力下增幅较大,但增速逐渐减缓;3)蠕变时间从30 min增加到160 min,分形维数仅增加了0.06,说明时间效应对分形维数影响较小;4)相对破碎率Bg随轴向应力变化呈对数增长,与分形维数之间具有线性关系。可见,随着环境湿度的增长,破碎煤岩的承载能力有所下降,该结论为进一步研究巷道围岩稳定性和地表沉陷提供依据。     

银山铅锌矿露天开采大块矿石破碎工艺的改进

分析了银山铅锌矿露天开采在采、装、运过程中 ,大块矿石产生卡矿 (堵矿 )等原因 ,经爆破破碎和机械破碎两种方法的对比 ,最终选用了机械破碎方法来解决大块矿石破碎问题 ,稳定了生产和提高了生产能力。     

银山铅锌矿露天开采大块矿石破碎工艺的改进

分析了银山铅锌矿露天开采在采、装、运过程中,大块矿石产生卡矿(堵矿)等原因,经爆破破碎和机械破碎两种方法的对比,最终选用了机械破碎方法来解决大块矿石破碎问题,稳定了生产和提高了生产能力.     

煤的原始或机械破碎分形规律探讨

在实验的基础上得出了原始或机械破碎煤体的分维值Ｄ，并进行了图线分析。     

级配破碎煤岩体压实过程中再破碎特征研究

为研究承压破碎煤岩体压实与再破碎特征,根据破碎煤岩体的力学特征与孔隙结构的稳定性将破碎煤岩体的压实变形过程分为塑性失稳、应力恢复与类原岩应力3个阶段,再通过获有专利权带侧限的破碎煤岩体压缩实验系统以分级加载的方式对不同Talbol指数n的破碎煤样进行压实试验.研究表明:在整个压实过程中,由煤样颗粒位移重组引起的变形大于...     

分形理论在断裂构造特征研究中的应用

断裂网络是一种复杂的具有自相似性的分形体系。该文采用容量维研究了安居煤矿一、二采区断裂网络的复杂程度。通过研究表明,断层发育好,分布密集的部位,分维值较大;断层发育不好,分布相应较少的部位,分维值低。根据地质构造分形特征,将研究区分为三个区:构造简单区、构造中等区、构造复杂区。     

煤截割粒度分布规律的分形特征

为寻找煤粒度的分布规律,根据分形理论建立了煤粒度分布的分形表达式,以此为基础,在不同截割条件下进行试验研究,并与威布尔分布作比较,寻找煤破碎特性指数、破碎程度参数、分形维数与影响参数的关系.试验分为3部分：首先,对不同结构参数的截齿、滚筒进行截割试验,根据试验结果对比2种分布函数对煤粒度分布表达的合适性,并对参数间的关系进行探讨;其次,对不同抗压强度(1.43,1.97,2.48 MPa)的模拟煤进行截割试验,寻找2种分布函数与煤抗压强度的关系;最后,通过变化截割运动参数,研究切屑厚度对煤粒度分布的影响及各参数与切屑厚度的关系.研究结果表明：威布尔分布、分形分布均可表示煤粒度的分布规律,但威布尔分布中的煤破碎特性指数、破碎程度参数不能正确反应煤的破碎程度以及与各截割参数间的关系;而分形分布的分形维数可以正确表达煤的破碎程度,并与煤抗压强度、切屑厚度呈线性关系.     

破碎岩石物理力学性质的分形度量

本文论述了破碎岩石块度分布分形维数与其物理力学性质的关系，为破碎岩石物理力学性质研究开辟了一条新的途径。